一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法与流程

1.本发明涉及电力系统潮流计算技术领域，尤其涉及一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法。


背景技术：

2.对于特定的电网，运行人员需要对其运行方式进行安排，以形成供电网络。运行方式的安排含义为，确定各个机组的出力、各个负荷节点的负荷，以及各条线路、变压器的投退。潮流计算的含义为，根据运行方式的安排，利用业界通用的潮流计算软件(例如中国电力科学研究院的bpa、南方电网科学研究院的dsp、国外西门子的psse软件，均有此模块)，确定各个节点的运行电压、相角，各条支路、变压器、直流输送的有功、无功以及损耗等。潮流计算是其他仿真计算的基础，基本均需要调用潮流计算的结果。对于电力系统分析而言，其他的分析功能如短路电流计算、机电暂态仿真、电磁暂态仿真，确定的运行方式下是一定能计算出结果的，差别仅在于准确与否。但是对于本发明关注的潮流计算而言，不恰当、不合理的方式安排，在误差范围内将会无法计算出合理的结果，业界称为“潮流不收敛”。潮流不收敛时即无法确定当前系统合理可行的运行状态，一方面无法确定当前系统状态是否安全(母线电压、线路传输功率是否在设备承受范围内)，另一方面其他分析诸如机电暂态仿真等分析也将无法进行，从而无法确定在故障扰动下电力系统是否还能够安全稳定运行。现有的潮流不收敛时，主要依赖专家的经验调整，需要经验丰富的技术人员进行反复的试验性调整，存在费时、费力且效果不好的弊端。


技术实现要素：

3.本发明提供一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，实现了步骤明确的电网方式数据潮流收敛性提升方法，不依赖专家经验且可编程自动化实现，解决传统调整过程中严重依赖人工的难题。
4.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，包括有以下步骤：
6.s1、统计待计算方式数据的机组有功出力合计、负荷合计，判断其总出力及总负荷是否匹配，若不匹配，则进行相应的调整，若匹配，则进入步骤s2；
7.s2、调节电网中具有无功补偿装置的变压器节点，使其具备无限的无功支撑能力，以使得该节点能够维持给定的目标值电压；
8.s3、根据收敛计算结果获得具有无功补偿装置的节点所应提供的无功支撑，并根据实际的无功补偿装置组合逼近该计算值，重新进行潮流计算；
9.s4、若仍未能收敛，则通过查找迭代过程中无功偏差较大节点邻近的发电机，逐步减少其有功出力改善收敛性。
10.进一步地，步骤s1中判断待计算方式数据的机组的总出力及总负荷是否匹配的具体方式为：
11.设机组1、机组2、
……
、机组m的出力分别为p
g,1
、p
g,2
、
……
、p
g,m
，负荷节点1、节点2、
……
、节点k的有功负荷为p
l,1
、p
l,2
、
……
、p
l,k
，其中，m为机组的数量，k为负荷节点的数量；则
12.机组总出力：p
g,sum
＝p
g,1
+p
g,2
+
…
+p
g,m
；
13.系统总负荷：p
l,sum
＝p
l,1
+p
l,2
+
…
+p
l,k
；
14.判断机组的总出力及总负荷是否匹配，即是否满足：
[0015][0016]
其中，α、β为系数；α、β按照如下步骤进行确定：
[0017]
1)对于具有历史可收敛数据作为参考的电网，计算可供参考的历史数据负荷发电比率γ：
[0018]
γi＝p
l,sum,i
/p
g,sum,i
；
[0019]
其中，i＝1,2,
…
,h，h为同个电网的历史数据的套数；
[0020]
令α＝min(γ1,γ2,
…
,γh)-0.01，β＝max(γ1,γ2,
…
,γh)+0.01；
[0021]
2)若未有历史收敛数据作为参考，则直接取典型数据。
[0022]
进一步地，步骤s1中机组的总出力及总负荷不匹配时相应的调整的具体方式为：
[0023]
1)若该数值严重偏离正常值，则终止本次流程；
[0024]
2)其余情况按照如下策略进行调整：
[0025]
取调整目标值系数γ
new
，其为[α,β]间的一个数值，该数值自行确定，通过调整负荷节点的负荷出力或通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值。
[0026]
进一步地，通过调整负荷节点的负荷出力使得γ达到该目标值的具体方式为：
[0027]
将负荷节点1、节点2、
……
、节点k的负荷调整为：p
l,s,new
＝p
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
，其中，p
l,s,old
为调整前第s个节点的有功负荷，p
l,s,new
为调整后第s个节点的有功负荷，s遍历1到k，即所有的k个节点均按此计算；γ
old
为调整前该方式系统的负荷发电比率，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值；
[0028]
相应地，其无功负荷也应做同等比例调整，即：q
l,s,new
＝q
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
，其中，q
l,s,old
为调整前第s个节点的无功负荷，q
l,s,new
为调整后第s个节点的无功负荷。
[0029]
进一步地，通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值的具体方式为：
[0030]
设γ
old
为此次调整前该方式系统的负荷发电比率，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值；
[0031]
将发电机进行a、b分组，若γ
new
≥γ
old
，则无需进行分组，全部归为组b；否则，对机组1、机组2、
……
、机组m，按照其是否已经达到出力上限进行分组，机组a1、机组a2、
……
、机组au已经达到出力上限，机组b1、机组b2、
……
、机组bv未达到出力上限，其中u、v分别为两类机组的个数，且u+v＝m；
[0032]
令其中，p
l,sum,old
为本次调整前的负荷合计，p
g,sum,a,old
为本次调整前的发电机出力合计；
[0033]
对b类机组出力，进行如下调整：
[0034]
p
g,s,new
＝min(p
g,s,old
·
λ,p
g,s,max
)，s遍历b1、b2、
……
、bv，其中，p
g,s,max
为机组s的最大出力，p
g,s,new
为机组s的有功出力调整目标值；
[0035]
反复进行本步骤若干次，直至满足p
l,sum
/p
g,sum
达到目标值γ
new
。
[0036]
进一步地，步骤s3的具体方式为：
[0037]
在潮流收敛的情况下，计算结果中将包含步骤s2中具有无功补偿装置的变压器节点应该提供的无功补偿具体数值，记为q1、q2、
……
、q
t
，其中，t为具有无功补偿装置的节点个数；
[0038]
对于第s个具有无功补偿装置的节点，其实际的无功补偿设备容量为：q
i1
、q
i2
、
……
、q
ix
，其中，x为该节点的无功补偿装置个数；
[0039]
通过以下方法计算其最佳的投入情况，以逼近理想的数值qi：
[0040]
令δ＝|a1·qi1
+a2·qi2
+
…
+a
x
·qix-qi|，其中，系数a取0或1；找到其中使得δ最小的一个组合，记此时的实际补充数值为q
ir
＝a1·qi1
+a2·qi2
+
…
+a
x
·qix
，通过组合实际的低容低抗，使得实际的无功补偿容量q
ir
与所需要的数值qi尽量逼近。
[0041]
进一步地，将具有无功补偿装置的节点所提供的无偿补充容量修改为步骤s3所计算的实际的无功补偿容量q
ir
，并且取消该节点无限无功补偿能力，重新进行交流潮流计算；若潮流已收敛，则结束该流程；否则，进入步骤s4。
[0042]
进一步地，步骤s4的具体方式为：
[0043]
若此时潮流仍未收敛，则获取潮流计算程序所给出的每一个迭代过程中的存在无功最大误差q
e,max
的节点，记为节点s；
[0044]
形成系统的导纳矩阵其中，n为系统中总的节点个数；
[0045]
根据公式：令ii(i＝1,2,
…
,n)中is＝1，其余为0；从而获得vi(i＝1,2,
…
,n)的数值；
[0046]
取其中绝对值最大的m个发电机节点，记为节点1、节点2、
……
、节点m，且按对应的vi绝对值由大到小的顺序排列，令节点1的有功出力减少一定的数额，若其出力不足该数额，则将其出力减少为0，差额部分再由节点2进行调减，如此类推；
[0047]
完成后重新进行交流潮流计算；若潮流已收敛，则结束该流程；否则，反复步骤s4。
[0048]
进一步地，所述系统的导纳矩阵的形成方法如下：
[0049]
系统中若有n个节点，则形成n维的复数矩阵初始均为0；
[0050]
遍历系统所有的节点，若节点i存在对地支路，其等效的阻抗为z
i1
，则令y中的元数yii
增加
[0051]
遍历系统所有的支路，其以pi型等值阻抗建模，阻抗为z
ij
，对地支路为z
i2
和z
j2
，令y中的元数y
ij
和y
ji
增加令元数y
ii
增加令元数y
jj
增加
[0052]
完成上述操作以后即形成系统的导纳矩阵y。
[0053]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，为日常电网运行分析中的潮流不收敛运行方式提供了一种步骤明确、不依赖专家经验的调整方法，改变了传统操作中需要经验丰富的技术人员进行反复的试验性调整，费时、费力且效果不好的弊端；尤其面对未来新型电力系统的建设，运行方式的数量将增加数十倍，本发明实现了步骤明确的电网方式数据潮流收敛性提升方法，不依赖专家经验且可编程自动化实现，极大地节约了人力资源，有助于提高电网方式安排的自动化水平。
附图说明
[0054]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0055]
图1为本发明提升电网方式数据潮流收敛性的方法的流程示意图；
[0056]
图2为电力系统常用的ieee9节点测试系统的拓扑结构示意图；
[0057]
图3为本发明中假设支路的等效阻抗的示意图。
具体实施方式
[0058]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
请参照图1，本发明优选的实施例提供一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
[0060]
s1、统计待计算方式数据的机组有功出力合计、负荷合计，判断其总出力及总负荷是否匹配，若不匹配，则进行相应的调整，若匹配，则进入步骤s2。
[0061]
具体地，判断待计算方式数据的机组的总出力及总负荷是否匹配的具体方式为：
[0062]
假设机组1、机组2、
……
、机组m的出力分别为p
g,1
、p
g,2
、
……
、p
g,m
，负荷节点1、节点2、
……
、节点k的有功负荷为p
l,1
、p
l,2
、
……
、p
l,k
。其中，m和k分别为机组、负荷节点的数量。则
[0063]
机组总出力：p
g,sum
＝p
g,1
+p
g,2
+
…
+p
g,m
；
[0064]
系统总负荷：p
l,sum
＝p
l,1
+p
l,2
+
…
+p
l,k
；
[0065]
判断机组的总出力及总负荷是否匹配，即是否满足：
[0066][0067]
其中，α、β为系数。α、β可以按照如下步骤进行确定：
[0068]
1)对于具有历史可收敛数据作为参考的电网，其网络损耗基本是变动不大的。计
算可供参考的历史数据负荷发电比率γ：
[0069]
γi＝p
l,sum,i
/p
g,sum,i
；
[0070]
其中，i＝1,2,
…
,h，h为同个电网的历史数据的套数；
[0071]
令α＝min(γ1,γ2,
…
,γh)-0.01，β＝max(γ1,γ2,
…
,γh)+0.01。
[0072]
2)若未有历史收敛数据作为参考，可直接取典型数据。例如，取α＝0.96、β＝0.995。
[0073]
若待计算方式数据已满足上述条件(即机组的总出力及总负荷匹配)，则进入步骤s2；否则(即机组的总出力及总负荷不匹配)，若该数值严重偏离正常值，例如负荷发电比率γ》1.02或者《0.94，则告知用户数据严重不合理，终止本次流程；其余情况按照如下策略进行调整：
[0074]
取调整目标值系数γ
new
，其为[α,β]间的一个数值，该数值可由用户自行确定，例如可取(α+β)/2或者直接取0.975等。通过调整负荷节点的负荷出力或通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值，两种方案互相并列，可根据实际情况具体选择。
[0075]
方案1)通过调整负荷节点的负荷出力使得γ达到该目标值。具体地，可将负荷节点1、节点2、
……
、节点k的负荷调整为：p
l,s,new
＝p
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
，其中下标old、new分别指代调整前、调整后，即p
l,s,old
、p
l,s,new
分别为调整前、调整后第s个节点的有功负荷，s遍历1到k，即所有的k个节点均按此计算。γ
old
为调整前该方式系统的负荷发电比率，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值。
[0076]
相应地，其无功负荷也应做同等比例调整，即：q
l,s,new
＝q
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
。其中，q
l,s,old
、q
l,s,new
分别为调整前、调整后第s个节点的无功负荷。
[0077]
方案2)通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值。此处，γ
old
为此次调整前该方式系统的负荷发电比率(第一次即为原始方式数据中的负荷发电比率，后续迭代过程中即为最后一次调整后的负荷发电比率，不包含此次)，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值。
[0078]
将发电机进行a、b分组。若γ
new
≥γ
old
，则无需进行分组，全部归为组b；否则，对机组1、机组2、
……
、机组m，按照其是否已经达到出力上限进行分组，机组a1、机组a2、
……
、机组au已经达到出力上限，机组b1、机组b2、
……
、机组bv未达到出力上限。其中u、v分别为两类机组的个数，且u+v＝m。
[0079]
令其中p
l,sum,old
、p
g,sum,a,old
分别为本次调整前的负荷合计和发电机出力合计。
[0080]
对b类机组出力，进行如下调整：
[0081]
p
g,s,new
＝min(p
g,s,old
·
λ,p
g,s,max
)，s遍历b1、b2、
……
、bv，其中，p
g,s,max
为机组s的最大出力，p
g,s,new
为机组s的有功出力调整目标值。
[0082]
反复进行本步骤若干次，直至满足p
l,sum
/p
g,sum
达到目标值γ
new
。迭代时，old指代上一次调整后的数据，而非最原始的数据。
[0083]
以下，以电力系统最常用的ieee9节点测试系统为例，其拓扑结构如图2所示。
[0084]
初始状态下潮流收敛，p
g,sum
＝71.45+163+85＝319.45mw，p
l,sum
＝125+90+100＝315mw，γ＝p
l,sum
/p
g,sum
＝0.986。
[0085]
假设在此拓扑下，负荷发生了一定的变化，三个负荷节点的负荷变更为100、100、125合计325mw，但保持发电机出力不变。此时γ＝1.017，不在直接可计算的范围内，根据以上方法，需要将其γ调整为合理的目标值，例如0.98。
[0086]
按照方案1)通过调整负荷节点的负荷出力使得γ达到该目标值，p
l,s,new
＝p
l,s,old
·
0.98/1.017，三个节点的负荷分别调整为：96.33、96.33、120.41mw。
[0087]
按照方案2)通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值，此处发电机均未到达出力上限，λ＝γ
old
/γ
new
＝1.038。根据p
g,s,new
＝p
g,s,old
·
λ，三台机组的出力分别调整为：74.17、169.21、88.24mw。
[0088]
上述两种方案，均可以实现调整负荷发电比率γ在合理的范围内。
[0089]
步骤s2、调节电网中具有无功补偿装置的变压器节点，使其具备无限的无功支撑能力，以使得该节点能够维持给定的目标值电压。
[0090]
调节系统中具有无功补偿装置的变压器节点，使其具备无限的无功支撑能力，即系统需要多少无功补偿，该节点能够超过实际补偿能力地进行支撑，以使得该节点能够维持给定的目标值电压。对于潮流计算而言，在有功基本合理的情况下，一般均是无功不合理导致系统不收敛。一般的处理情况就是在关键部分进行无限的无功支撑，以维持该节点在恒定的电压，从而大幅度提升潮流计算的收敛性。换言之，维持某些节点的电压值恒定，则有助于提升收敛性。利用业界通用的潮流计算软件进行交流潮流计算，在步骤s1的有功基本平衡情况下，绝大部分情况下能够收敛(即能够计算出合理的支路潮流及母线电压等)。若仍然不收敛，则终止本次流程。
[0091]
利用业界通用的潮流计算软件进行交流潮流计算，为电力系统的基本操作之一，即求解y
nnvn
＝in的非线性方程组。其中各个节点的复功率为已知量，*为复数的共轭操作，求解电压向量vn。由于方程是非线性方程，一般需要牛顿法、拉夫孙法、pq分解法等各种算法进行迭代求解。若迭代求解过程中某些指标(如功率p的修正量δp、无功q的修正量δq)少于预设的数值，则认为工程上已经实现了精确求解，称为潮流已收敛；否则称为潮流不收敛。
[0092]
继续沿用上述的具体示例，假设已经按照步骤s1之方案1)进行了调整，即目前三个负荷节点为：96.33、96.33、120.41mw；三台机组的出力为：71.45、163、85mw。
[0093]
在母线1、2、3处有无功补偿设备。将这三个节点的无功补偿能力调整为无穷大，重新进行计算。
[0094]
s3、根据收敛计算结果获得具有无功补偿装置的节点所应提供的无功支撑，并根据实际的无功补偿装置组合逼近该计算值，重新进行潮流计算。
[0095]
在潮流收敛的情况下，计算结果中将包含步骤s2中具有无功补偿装置的变压器节点应该提供的无功补偿具体数值，记为q1、q2、
……
、q
t
，其中，t为具有无功补偿装置的节点个数。
[0096]
对于第s个具有无功补偿装置的节点，其实际的无功补偿设备容量为：q
i1
、q
i2
、
……
、q
ix
，(其中，x为该节点的无功补偿装置个数)。
[0097]
通过以下方法计算其最佳的投入情况，以逼近理想的数值qi：
[0098]
令δ＝|a1·qi1
+a2·qi2
+
…
+a
x
·qix-qi｜，其中，系数a可取0或1；找到其中使得δ最小的一个组合，记此时的实际补充数值为q
ir
＝a1·qi1
+a2·qi2
+
…
+a
x
·qix
。该操作在物理
上的含义为，通过组合实际的低容低抗，使得实际的无功补偿容量q
ir
与所需要的数值qi尽量逼近。
[0099]
在本优选的具体示例中，根据潮流计算结果，母线1、2、3的需求无功为-62、-68、-82mvar。假设各处母线上均有4个-20mvar的电抗以及4个20mvar的电容。根据此步骤，母线1、2、3最大的投入为投3个电抗、3个电抗、4个电抗。即实际提供的无功补偿为-60mvar、-60mvar、-80mvar。
[0100]
将具有无功补偿装置的节点所提供的无偿补充容量修改为步骤s3所计算的q
ir
，并且取消该节点无限无功补偿能力(即该节点只能提供确定的无功补偿)。重新利用业界通用的潮流计算软件进行交流潮流计算。通过该步骤，大部分情况下能够收敛。若潮流已收敛，则目标已实现，结束该流程；否则，进入步骤s4。
[0101]
在本优选的具体示例中，将母线1、2、3处的无功补偿能力修改为-60mvar、-60mvar、-80mvar，重新进行潮流计算。
[0102]
步骤s4、若仍未能收敛，则通过查找迭代过程中无功偏差较大节点邻近的发电机，逐步减少其有功出力改善收敛性。
[0103]
具体地，若此时潮流仍未收敛，获取潮流计算程序所给出的每一个迭代过程中的存在无功最大误差q
e,max
的节点，记为节点s。
[0104]
形成系统的导纳矩阵其中，n为系统中总的节点个数。
[0105]
其中，节点导纳矩阵形成方法如下：
[0106]
系统中若有n个节点，则形成n维的复数矩阵初始均为0；
[0107]
遍历系统所有的节点，若节点i存在对地支路(例如负荷、并联电容电抗、发电机等、或直流等效对地支路等)，其等效的阻抗为z
i1
，则令y中的元数y
ii
增加
[0108]
遍历系统所有的支路，假设支路的等效的阻抗如图3所示；
[0109]
以pi型等值阻抗建模，阻抗为z
ij
，对地支路为z
i2
和z
j2
，令y中的元数y
ij
和y
ji
增加令元数y
ii
增加令元数y
jj
增加
[0110]
完成上述操作以后即形成系统的导纳矩阵y。
[0111]
根据公式：令ii(i＝1,2,
…
,n)中is＝1，其余为0；从而获得vi(i＝1,2,
…
,n)的数值。
[0112]
取其中绝对值最大的m个发电机节点(记为节点1、节点2、
……
、节点m)，且按对应
的vi绝对值由大到小的顺序排列，即节点1对应的vi绝对值最大。令节点1的有功出力减少一定的数额(例如10mw)，若其出力不足10mw，则将其出力减少为0，差额部分再由节点2进行调减，如此类推。完成后重新利用业界通用的潮流计算软件进行交流潮流计算。若潮流已收敛，则目标已实现，结束该流程；否则，反复步骤s4。
[0113]
若步骤s4历经一定的次数后(例如10次)仍无法实现收敛，则退出。对此特定的方式，无法通过本发明的方法进行调整，以实现收敛的目的。
[0114]
在本优选的具体示例中，潮流计算软件在首次迭代时，提示“母线c”的无功误差最大。形成系统的导纳矩阵后，将电流向量“母线c”对应的位置置1，其余置0，从而求解得到电压向量。发电机1、2、3对应的数值为：0.217、0.253、0.245，即发电机2最敏感、其次为发电机3、最后为发电机1。从发电机2处扣除10mw的出力，重新进行潮流计算后潮流收敛。
[0115]
本发明公开了一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，为日常电网运行分析中的潮流不收敛运行方式提供了一种步骤明确、不依赖专家经验的调整方法，改变了传统操作中需要经验丰富的技术人员进行反复的试验性调整，费时、费力且效果不好的弊端。尤其面对未来新型电力系统的建设，运行方式的数量将增加数十倍，本发明可方便地进行编程自动化实现，极大地节约了人力资源，有助于提高电网方式安排的自动化水平。
[0116]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，包括有以下步骤：s1、统计待计算方式数据的机组有功出力合计、负荷合计，判断其总出力及总负荷是否匹配，若不匹配，则进行相应的调整，若匹配，则进入步骤s2；s2、调节电网中具有无功补偿装置的变压器节点，使其具备无限的无功支撑能力，以使得该节点能够维持给定的目标值电压；s3、根据收敛计算结果获得具有无功补偿装置的节点所应提供的无功支撑，并根据实际的无功补偿装置组合逼近该计算值，重新进行潮流计算；s4、若仍未能收敛，则通过查找迭代过程中无功偏差较大节点邻近的发电机，逐步减少其有功出力改善收敛性。2.根据权利要求1所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，步骤s1中判断待计算方式数据的机组的总出力及总负荷是否匹配的具体方式为：设机组1、机组2、
……
、机组m的出力分别为p
g,1
、p
g,2
、
……
、p
g,m
，负荷节点1、节点2、
……
、节点k的有功负荷为p
l,1
、p
l,2
、
……
、p
l,k
，其中，m为机组的数量，k为负荷节点的数量；则机组总出力：p
g,sum
＝p
g,1
+p
g,2
+
…
+p
g,m
；系统总负荷：p
l,sum
＝p
l,1
+p
l,2
+
…
+p
l,k
；判断机组的总出力及总负荷是否匹配，即是否满足：其中，α、β为系数；α、β按照如下步骤进行确定：1)对于具有历史可收敛数据作为参考的电网，计算可供参考的历史数据负荷发电比率γ：γ
i
＝p
l,sum,i
/p
g,sum,i
；其中，i＝1,2,
…
,h，h为同个电网的历史数据的套数；令α＝min(γ1,γ2,
…
,γ
h
)-0.01，β＝max(γ1,γ2,
…
,γ
h
)+0.01；2)若未有历史收敛数据作为参考，则直接取典型数据。3.根据权利要求1所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，步骤s1中机组的总出力及总负荷不匹配时相应的调整的具体方式为：1)若该数值严重偏离正常值，则终止本次流程；2)其余情况按照如下策略进行调整：取调整目标值系数γ
new
，其为[α,β]间的一个数值，该数值自行确定，通过调整负荷节点的负荷出力或通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值。4.根据权利要求3所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，通过调整负荷节点的负荷出力使得γ达到该目标值的具体方式为：将负荷节点1、节点2、
……
、节点k的负荷调整为：p
l,s,new
＝p
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
，其中，p
l,s,old
为调整前第s个节点的有功负荷，p
l,s,new
为调整后第s个节点的有功负荷，s遍历1到k，即所有的k个节点均按此计算；γ
old
为调整前该方式系统的负荷发电比率，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值；相应地，其无功负荷也应做同等比例调整，即：q
l,s,new
＝q
l,s,old
·
γ
new
/γ
old
，其中，
q
l,s,old
为调整前第s个节点的无功负荷，q
l,s,new
为调整后第s个节点的无功负荷。5.根据权利要求3所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，通过调整机组的有功出力使得γ达到该目标值的具体方式为：设γ
old
为此次调整前该方式系统的负荷发电比率，γ
new
为此次调整的负荷发电比率目标值；将发电机进行a、b分组，若γ
new
≥γ
old
，则无需进行分组，全部归为组b；否则，对机组1、机组2、
……
、机组m，按照其是否已经达到出力上限进行分组，机组a1、机组a2、
……
、机组au已经达到出力上限，机组b1、机组b2、
……
、机组bv未达到出力上限，其中u、v分别为两类机组的个数，且u+v＝m；令其中，p
l,sum,old
为本次调整前的负荷合计，p
g,sum,a,old
为本次调整前的发电机出力合计；对b类机组出力，进行如下调整：p
g,s,new
＝min(p
g,s,old
·
λ,p
g,s,max
)，s遍历b1、b2、
……
、bv，其中，p
g,s,max
为机组s的最大出力，p
g,s,new
为机组s的有功出力调整目标值；反复进行本步骤若干次，直至满足p
l,sum
/p
g,sum
达到目标值γ
new
。6.根据权利要求1所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，步骤s3的具体方式为：在潮流收敛的情况下，计算结果中将包含步骤s2中具有无功补偿装置的变压器节点应该提供的无功补偿具体数值，记为q1、q2、
……
、q
t
，其中，t为具有无功补偿装置的节点个数；对于第s个具有无功补偿装置的节点，其实际的无功补偿设备容量为：q
i1
、q
i2
、
……
、q
ix
，其中，x为该节点的无功补偿装置个数；通过以下方法计算其最佳的投入情况，以逼近理想的数值q
i
：令δ＝|a1·
q
i1
+a2·
q
i2
+
…
+a
x
·
q
ix-q
i
|，其中，系数a取0或1；找到其中使得δ最小的一个组合，记此时的实际补充数值为q
ir
＝a1·
q
i1
+a2·
q
i2
+
…
+a
x
·
q
ix
，通过组合实际的低容低抗，使得实际的无功补偿容量q
ir
与所需要的数值q
i
尽量逼近。7.根据权利要求6所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，将具有无功补偿装置的节点所提供的无偿补充容量修改为步骤s3所计算的实际的无功补偿容量q
ir
，并且取消该节点无限无功补偿能力，重新进行交流潮流计算；若潮流已收敛，则结束该流程；否则，进入步骤s4。8.根据权利要求1所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，步骤s4的具体方式为：若此时潮流仍未收敛，则获取潮流计算程序所给出的每一个迭代过程中的存在无功最大误差q
e,max
的节点，记为节点s；形成系统的导纳矩阵其中，n为系统中总的节点个数；
根据公式：令i
i
(i＝1,2,...,n)中i
s
＝1，其余为0；从而获得v
i
(i＝1,2,
…
,n)的数值；取其中绝对值最大的m个发电机节点，记为节点1、节点2、
……
、节点m，且按对应的v
i
绝对值由大到小的顺序排列，令节点1的有功出力减少一定的数额，若其出力不足该数额，则将其出力减少为0，差额部分再由节点2进行调减，如此类推；完成后重新进行交流潮流计算；若潮流已收敛，则结束该流程；否则，反复步骤s4。9.根据权利要求8所述的提升电网方式数据潮流收敛性的方法，其特征在于，所述系统的导纳矩阵的形成方法如下：系统中若有n个节点，则形成n维的复数矩阵初始均为0；遍历系统所有的节点，若节点i存在对地支路，其等效的阻抗为z
i1
，则令y中的元数y
ii
增加遍历系统所有的支路，其以pi型等值阻抗建模，阻抗为z
ij
，对地支路为z
i2
和z
j2
，令y中的元数y
ij
和y
ji
增加令元数y
ii
增加令元数y
jj
增加完成上述操作以后即形成系统的导纳矩阵y。

技术总结
本发明公开一种提升电网方式数据潮流收敛性的方法，包括：统计待计算方式数据的机组有功出力合计、负荷合计，判断其总出力及总负荷是否匹配，若不匹配，则进行相应的调整；调节电网中具有无功补偿装置的变压器节点，使其具备无限的无功支撑能力，使得待计算方式数据能够计算收敛；根据收敛计算结果获得具有无功补偿装置的节点所应提供的无功支撑，并根据实际的无功补偿装置组合逼近该计算值，重新进行潮流计算；若仍未能收敛，则通过查找迭代过程中无功偏差较大节点邻近的发电机，逐步减少其有功出力改善收敛性。本发明不依赖专家经验且可编程自动化实现，极大地节约了人力资源，有助于提高电网方式安排的自动化水平。于提高电网方式安排的自动化水平。于提高电网方式安排的自动化水平。


技术研发人员：孙志媛 郭琦 刘默斯 周保荣 李明珀 郑琨 卢广陵 周挺辉 宋益
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/5